几何分布 :要等多久才能成功一次?

2022-10-28  本文已影响0人  数科每日

在生活中,对于概率性的事件,我们常常会问一个问题, 要等待几次, 才能成功? 比如,车牌摇号,抽奖等等。 如果可以把这个事件抽象成为是贝努里实验 (参考), 那么,我们就可以用几何分布,来解决这个问题。

几何分布

几何分布用于描述对于独立同分布贝努里随机变量,第一次出现成功需要等待的次数的概率分布。

如果成功的概率为 p, 失败的概率为 1-p, 那么,第一次成功出现在第 n 次实验时的概率为:

(1-p)^{n-1}p

相应的:

例子

问题 1: 如果一个实验(贝努里实验),成功的概率 p=0.35 那么, 首次成功出现在第二次实验时的概率时多少?
分析: 首次实验出现在第二次, 即第一次实验失败, 第二次实验成功, 可以使用几何分布:
(0.65)*(0.65)*(0.35) = 0.14814.8\%

对于 p=0.35 的几何分布, 我们可以画出其分布:

image.png

问题 2: 对于问题1 中的实验, 首次成功出现在前四次的概率时多少?
分析:
\begin{aligned} &P(n=1,2,3, \text { or } 4) \\ &\quad=P(n=1)+P(n=2)+P(n=3)+P(n=4) \\ &\quad=(0.65)^{1-1}(0.35)+(0.65)^{2-1}(0.35)+(0.65)^{3-1}(0.35)+(0.65)^{4-1}(0.35) \\ &\quad=0.82 \end{aligned}

82\% 的概率, 首次实验在前四次实验中即出现。

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